Gestion des eaux usées : Des solutions nordiques pour des conditions nordiques

Par : Kiley Daley – aspirant au doctorat, Université Dalhousie

Contexte et défis

Pour veiller à la protection de l’environnement et de la santé humaine, il est essentiel d’assurer un traitement efficace des eaux usées. Dans le Nord, cette exigence peut s’avérer difficile à satisfaire : outre le climat extrême qui ne permet pas l’utilisation de plusieurs systèmes courants dans le Sud du Canada, le caractère éloigné de la région et le fait que de nombreuses collectivités ne soient pas reliées par des routes d’accès entraînent des coûts élevés et rendent difficiles l’entretien, la réparation et la surveillance en temps opportun.

Malgré ces défis, le traitement des eaux usées et les pratiques d’assainissement dans le Nord ont connu une amélioration constante depuis les années 1960, moment où bien des résidants du Nord ont quitté les terres pour emménager dans des logements fournis par l’État, au sein de collectivités centralisées. Au cours des décennies qui ont suivi, la plomberie intérieure, les cuves de rétention et les services de collecte par camion des eaux usées domestiques ont remplacé les seaux hygiéniques (toilettes où les déchets sont contenus dans des sacs de plastique jetables) et les latrines (Johnson, 2008). Des conduits posés au-dessus du sol ou enfouis de manière peu profonde, connus sous le nom de réseau de distribution aérien sous coffrage, ont été installés dans certaines collectivités. Ces changements ont apporté des améliorations considérables en matière de santé publique dans le Nord, où les maladies liées à l’assainissement ont connu des taux jusqu’à 40 fois plus élevés qu’ailleurs au Canada (Christensen, 2015; Robinson et Heinke, 1990).

Les contaminants que l’on retrouve dans les eaux usées peuvent être retirés de façon mécanique, ou de façon passive grâce à des processus naturels dans les terres humides et les eaux marines. Pour traiter les eaux usées domestiques, la plupart des municipalités nordiques utilisent des systèmes passifs, étant donné les coûts relativement faibles en matière de construction et d’énergie, et les travaux minimes d’exploitation et d’entretien – un facteur important dans le Nord, où le nombre de techniciens et d’ingénieurs qualifiés dans les domaines de l’approvisionnement en eau et de l’assainissement est peu élevé. Récemment, des normes de traitement des effluents plus rigoureuses, à savoir le Règlement sur les effluents des systèmes d’assainissement des eaux usées, ont toutefois été proposées pour les municipalités canadiennes (Conseil canadien des ministres de l’environnement, 2009; Jamieson et coll., 2015).

Les gouvernements du Nord craignent que le Règlement, qui peut être convenable pour la plupart des régions du Sud, ne soit pas adapté au Nord. Les représentants des territoires, les organisations inuites et d’autres parties sont d’avis que les mesures réglementaires proposées ne reflètent pas les conditions dans les collectivités nordiques (Inuit Tapiriit Kanatami et Johnson, 2008; Lam et Livingston, 2011). Ils croient que ces cibles strictes et irréalistes constituent un fardeau inutile pour les collectivités, et dans les faits, les forcent à réaffecter du financement prévu pour d’autres projets d’infrastructure nécessaires afin d’assurer la construction et le fonctionnement de systèmes mécaniques coûteux vulnérables aux défaillances et aux bris dans les conditions arctiques. Ils réclament donc l’établissement de cibles réalistes et propres au Nord qui sont plus élevées, mais qui respectent l’objectif du Règlement sur les effluents des systèmes d’assainissement des eaux usées, visant à offrir une protection suffisante de l’environnement et de la santé humaine.

Recherche et solutions possibles

Le Règlement sur les effluents des systèmes d’assainissement des eaux usées tient compte des conditions propres au Nord dans une certaine mesure et, par conséquent, a donné aux administrations de l’Arctique une occasion de mener une enquête à propos de l’efficacité des systèmes de traitement des eaux usées actuels et des risques que les effluents rejetés posent sur l’environnement local (Conseil canadien des ministres de l’environnement, 2009). Les collectivités et les gouvernements du Nord ont par la suite formé des groupes de travail avec des chercheurs universitaires et des ingénieurs conseils afin d’étudier les systèmes de traitement des eaux usées qui sont en place dans le Nord et de proposer des améliorations adéquates.

Un tel partenariat a été établi entre le ministère des Services communautaires et gouvernementaux du Nunavut et le Centre d’études sur les ressources hydriques de l’Université Dalhousie. Ce groupe a réalisé, à l’aide de colorant, des études sur les invertébrés benthiques (des grandes profondeurs) – une méthode courante pour mesurer les effets de la pollution par les eaux usées – dans les eaux marines situées près des systèmes de traitement dans cinq collectivités, puis a surveillé la qualité de l’eau pour corroborer les résultats. Cette étude a révélé que les conséquences environnementales associées au volume d’effluents rejeté étaient plus importantes que celles liées à la qualité des effluents. La capacité d’autoépuration des eaux de mer réceptrices constituait aussi un facteur déterminant. Par exemple, dans les petites collectivités de 1 500 habitants ou moins qui rejettent un volume moindre, les conséquences se limitaient à une distance de 50 à 150 mètres du lieu de déversement des effluents; toutefois, à Iqaluit, une grande collectivité comportant une station d’épuration mécanique à déchargement continu, où les effluents sont rejetés sur des battures exposées, les effets ont été remarqués à des distances allant jusqu’à 500 mètres (Krumhansl et coll., 2015).

Étude sur la population benthique des eaux usées au Nunavut (Kiley Daley)
Étude sur la population benthique des eaux usées au Nunavut (Kiley Daley)

Des études sur la capacité de traitement des étangs et des terres humides ont également été réalisées par l’Université Dalhousie et le Collège Fleming. Celles ci ont révélé que ces systèmes passifs de l’Arctique peuvent traiter les eaux usées de façon efficace. Toutefois, les lignes directrices relatives à leur conception doivent être peaufinées afin de tenir compte du climat et de la courte saison de traitement estivale (Chouinard et coll., 2014; Hayward et coll., 2014; Ragush et coll., 2015; Schmidt et coll., 2016; Yates et coll., 2012). L’Université Dalhousie continue de travailler en collaboration avec des collectivités du Nunavut dans le but d’évaluer l’exposition ainsi que les risques pour la santé pouvant découler de l’exploitation de systèmes de traitement des eaux usées près de zones locales de pêche et de récolte d’animaux sauvages (Daley et coll., 2015).

Bien que les systèmes de traitement passifs semblent les mieux adaptés pour le Nord, il est toujours possible d’améliorer la façon dont les quelques systèmes mécaniques déjà en place sont exploités (il y en a seulement six répartis au Nunavut, dans les Territoires du Nord Ouest et au Yukon). Des efforts sont actuellement déployés dans le but d’adapter les technologies principalement utilisées pour détecter les problèmes associés aux systèmes de traitement d’eau potable afin de surmonter des défis similaires relativement aux systèmes mécaniques de traitement des eaux usées dans les collectivités nordiques. Par exemple, de récentes améliorations apportées aux technologies de communications cellulaires dans le Nord ont permis au ministère des Affaires municipales et communautaires du gouvernement des Territoires du Nord-Ouest d’offrir un meilleur soutien aux opérateurs locaux. À partir du bureau central de Yellowknife, les ingénieurs du Ministère sont désormais en mesure de se connecter à distance aux ordinateurs des systèmes de traitement situés dans de nombreuses collectivités difficiles d’accès et de dimension restreinte à l’échelle du territoire. Ils peuvent examiner les registres de données des systèmes, évaluer les problèmes et fournir des conseils immédiats à l’opérateur local quant aux réglages ou aux réparations à effectuer. Cela a permis de réduire le nombre de déplacements coûteux par avion aux fins de résolution de problèmes, ainsi que la durée d’interruption des systèmes lorsque des défaillances se produisent (Hazenberg, 2015; Rohner, 2016).

De façon similaire, le Centre DeRISK de l’Université de l’Alaska à Anchorage a mis sur pied une interface utilisateur graphique que les opérateurs des systèmes de traitement qui éprouvent des problèmes peuvent utiliser pour effectuer une recherche rapide afin de trouver des collectivités voisines dotées de systèmes similaires. Cette mesure leur permet de procéder à des réparations plus rapidement grâce à la mise en commun des renseignements, de l’expertise et du matériel (Ahlrichs et coll., 2016). L’État de l’Alaska a lancé le défi Alaska Water Sewer Challenge, qui invite des équipes à proposer des solutions innovatrices et rentables en matière d’approvisionnement en eau et d’assainissement. Plutôt que de proposer des systèmes de traitement centralisés (desservant une collectivité en entier) comme ceux employés dans l’Arctique canadien, de nombreux finalistes ont opté pour des systèmes de traitement individuels et décentralisés pouvant être intégrés aux domiciles existants ou placés dans un conteneur d’expédition conventionnel adjacent au foyer (État de l’Alaska, 2015).

L’un des nouveaux dossiers relativement au traitement des eaux usées dans le Nord porte sur la façon de s’attaquer aux produits pharmaceutiques rejetés dans l’environnement. Leur biodégradabilité est faible, et ils persistent longtemps en eaux froides. De plus, les antibiotiques sont particulièrement préoccupants étant donné qu’ils peuvent perturber les organismes aquatiques comme les poissons, ou s’accumuler dans la chaîne alimentaire. Il se peut que les solutions résident dans des systèmes de traitement autres que les installations existantes. Comme la plupart des résidus de produits pharmaceutiques contenus dans les eaux usées proviennent d’excréments humains, le fait de séparer les eaux usées sanitaires des autres eaux usées (p. ex., eaux des baignoires et des machines à laver) par l’utilisation de toilettes sèches ou d’autres technologies de séparation à la source pourrait s’avérer une option rentable pour les collectivités de l’Arctique (Gunnarsdottir et coll., 2013)

Conférences et associations sur la gestion des eaux usées dans le Nord

La Northern Territories Water and Waste Association est un groupe d’experts provenant du gouvernement, de l’industrie, des universités et des collectivités qui se réunit chaque année pour discuter des dernières questions liées à la gestion des eaux usées dans l’Arctique canadien (NTWWA, 2016). Ces questions ne sont pas propres au Canada. Du 12 au 14 avril 2016, l’Arctic Technology Centre de Sisimiut, au Groenland, a tenu une conférence internationale sur l’assainissement dans les régions caractérisées par un climat froid. Les représentants canadiens de plusieurs universités ainsi que le Conseil national de recherches ont échangé des renseignements sur les défis communs et les solutions possibles avec leurs homologues du Groenland, de l’Alaska, du Danemark, de la Norvège, de la Suède, de la Finlande, de l’Islande, de la Russie et des Îles Féroé, entre autres. Tous ont convenu que la gestion des eaux usées dans les régions arctiques nécessite des approches adaptées aux conditions nordiques qui garantissent la protection de l’environnement et de la santé. Pour l’instant, la meilleure façon d’y parvenir consiste à utiliser des systèmes simples, mais robustes. Toutefois, comme les conditions dans l’Arctique changent rapidement, il est aussi important que les collectivités et les autres intervenants soient à l’affût des nouvelles difficultés et innovations.

Kiley Daley
Kiley Daley est un aspirant au doctorat au Centre d’études sur les ressources hydriques de l’Université Dalhousie. Ses recherches portent principalement sur l’eau, ainsi que les questions de santé publique associées à l’assainissement dans les collectivités rurales, arctiques et autochtones. Avant d’entamer des études supérieures, Kiley a vécu dans le Nord canadien à temps plein pendant deux ans, à Gjoa Haven et à Taloyoak, au Nunavut.

Références :

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Le Conseil canadien des ministres de l’environnement. Stratégie pancanadienne pour la gestion des effluents d’eaux usées municipales, 2009. Sur Internet : .
Chouinard, A., C. Yates, G. Balch, S. Jørgensen, B. Wootton et B. Anderson. « Management of tundra wastewater treatment wetlands within a lagoon/wetland hybridized treatment systems using the SubWet 2.0 wetland model », Water, vol. 6, no 3 (2014) p. 439-454.
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Gunnarsdottir, R., P. Jenssen, P.E. Jensen, A. Villumsen et R. Kallenborn. « A review of wastewater handling in the Arctic with special reference to pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) and microbial pollution », Ecological Engineering, no 50 (2013), p. 76-85.
Hayward, J., R. Jamieson, L. Boutilier, T. Goulden et B. Lam. « Treatment performance assessment and hydrological characterization of an arctic tundra wetland receiving primary treated municipal wastewater », Ecological Engineering, no 73 (2014), p. 786-797.
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Krumhansl, K., W. Krkosek, M. Greenwood, C. Ragush, J. Schmidt, J. Grant, J. Barrell, L. Lu, B. Lam, G. Gagnon et R. Jamieson. « Assessment of Arctic community wastewater impacts on marine benthic invertebrates », Environmental Science and Technology, vol. 49, no 2 (2015), p. 760-766.
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Northern Territories Water and Waste Association (NTWWA). Northern Territories Water and Waste Association (2016). Sur Internet : .
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